Пайка алюминиевых сплавов твердыми припоями

Какую нержавейку нельзя паять твёрдыми припоями

Некоторые виды (марки) нержавеющих сталей нельзя подвергать ни сварке ни пайке твёрдыми припоями (серебром, латунью), из-за чего в них начинается внутренняя коррозия. Это аустенитные нержавеющие стали (названы в честь английского металлурга Аустена), например 12Х18Н9 (маркировка по ГОСТу — 0,12% углерода, 18% хрома, 9% никеля). Тут есть 2 варианта решения: лудить оловом, ибо оно относится к мягким припоям и плавится при 232 градусах. Или взять нерж другой марки. Например, если в обозначении будет буква Т или Б, то любой термообработке подвергать можно (они легированы титаном или ниобием: марки обозначаются 12Х18Н9Т или 12Х18Н9Б соответственно).

Рекомендации профессионалов

Есть много людей, которые, так сказать, в работе с пайкой «собаку съели». И они делятся личным опытом, полученным на практике, давая полезные рекомендации:

• Паяльник лучше всего выбирать с необгораемым жалом.
• Электрический паяльник нужен мощностью 60-100 Ватт. Самый оптимальный паяльник 100 Ватт. Менее мощный паяльник не сможет прогреть металл.
• Ортофосфорная кислота лучше всего служит в роли флюса.
• В качестве пропоя желательно применять оловянно-свинцовые прутки. Также можно использовать олово в чистом виде. Нужно сказать, что оловом лучше паять предметы посуды, так как чистое олово в себе не содержит свинца.
• При работе с пайкой необходимо использовать средства индивидуальные защиты.
• Пайка обязана происходить в хорошо проветриваемом и открытом помещении.

Низколегированной

Низколегированная углеродистая сталь относится к сплавам железа, наиболее легко подвергаемым процессу пайки.

Это объясняется тем, что на поверхности сталей данного типа образуется сравнительно непрочная плёнка окислов, легко устраняемая применением обычных флюсов.

Процесс пайки чёрных металлов может проходить при относительно низкой температуре, не превышающей 450 ℃ в случае применения мягких и легкоплавких свинцово-оловянных припоев.

Для получения паяного соединения, обладающего большей твёрдостью и механической прочностью, следует применять более твёрдые тугоплавкие припои, например на основе меди. Такая пайка осуществляется при температуре до 750 ℃.

Отличия от сварки

Неподготовленному человеку очень сложно увидеть разницу между сваркой и пайкой, ведь соединительный шов практически не имеет визуальных различий. Между тем, принципы действия данных технологий кардинально отличается. Итак, чем отличается сварка металлических деталей от паяния?

Основное отличие заключается в воздействии на поверхность. При сварке на заготовку воздействует электрическая дуга, возникающая при разрыве замкнутой цепи. Под действием высокой температуры создается зона расплава, в которой перемешиваются базовый металл и флюс. При застывании образуется сварочный шов. При пайке зона соединения состоит исключительно из легкоплавкого припоя, без фракций основного изделия. Температура плавления расходных материалов недостаточна для изменения агрегатного состояния заготовок.

Для выполнения сварочных работ необходимо дорогостоящее оборудование, которое зависит от типа сварки. В некоторых случаях необходимы вспомогательные приспособления, такие как подающий механизм для полуавтоматических аппаратов. Оборудование для запаивания отличается простой и низкой стоимостью. Этим и обусловлена популярность пайки при выполнении восстановительного ремонта в домашних условиях.

Вот чем сварка отличается от пайки. Несмотря на массу достоинств, рассматриваемая технология не получила должного распространения, ввиду низкой прочности на отрыв. Для надежного крепления детали стыкуют с перекрытием по плоскости.

Пайка нержавеющей стали дома

Часто бывает, что домашнему мастеру необходимо отремонтировать предметы домашней утвари, посуду из нержавеющей стали. Для этого необходимо подготовить определенный набор оборудования, а также рабочие и вспомогательные материалы. Чтобы качественно и быстро ремонтировать изделия из нержавейки, потребуется приобрести также определенный навык. Поэтому не стоит сразу браться за ремонт сложных или крупногабаритных изделий. Чтобы набить руку, «почувствовать металл и огонь», лучше потренироваться на ложках, кружках или просто обрезках нержавейки.

Пайка нержавейки в домашних условиях

Для работы потребуется оборудовать рабочее место. Рабочий стол должен быть металлическим или иметь негорючее покрытие. Должна быть оборудована вытяжная вентиляция — как пары паяльного состава, так и флюса и обезжиривателя вредны для органов дыхания. Спаиваемые детали должны быть надежно закреплены инвентарными крепежными приспособлениями — тисками, струбцинами, зажимами, распорками.

Емкости с рабочими жидкостями сразу после применения следует плотно закрывать и убирать в шкафчик или тумбочку.

Необходимо тщательно соблюдать технологию выполнения работ. Если обработка проведена некачественно и припой не пристает к поверхности деталей — необходимо остановить пайку и повторить механическую обработку и обезжиривание. После обезжиривания брать детали можно только в плотных перчатках — даже небольшое потожировое пятно, оставленное пальцами, может свести работу насмарку.

Проволочную щетку для зачистки можно сделать самостоятельно. Для этого в отрезок трубы диаметром 5-10 миллиметров и длиной около 10 см нужно плотно вставить проволочки, полученные из куска металлического троса. Выступать из трубки они должны на несколько миллиметров. При небольших площадях пайки нержавеющей стали, а особенно в узких и труднодоступных местах такая самоделка намного удобнее и эффективнее, чем покупные щетки на деревянной ручке.

https://youtube.com/watch?v=DLwir_Sua_g

Такой щеткой можно работать в непосредственной близости от паяльника или пламени горелки, минимизируя время между зачисткой и началом пайки.

Пайка с помощью газовой горелки

Горелку плавно перемещают, равномерно нагревая металл. Пруток припоя должен плавиться не от пламени горелки, а от тепла заготовки — только тогда получится прочное и надежное соединение. После наложения прутка в область стыка необходимо далее нагревать заготовки, чтобы он полностью проник во все зазоры и заполнил их. Нагрев продолжают до тех пор, пока излишки паяльного состава не начнут вытекать из стыка.

Виды и характеристики припоев

Бывают мягкими (легкоплавкими) и твердыми. Для монтажа радиоаппаратуры используются легкоплавкие, с температурой плавления 300−450 °C. Мягкие припои уступают по прочности твердым, хотя для сборки электроприборов используются как раз они.

Легкоплавкие сплавы — это обычно сплав свинца и олова главным образом. Немного есть легирующих элементов.

Примеси иных металлов вводятся для получения определенных характеристик:

• пластичности;
• температуры плавления;
• прочности;
• устойчивости к коррозии.

Число в обозначении марки говорит о том, сколько процентов олова в нем содержится. Так, у припоя ПОС-40 технические характеристики таковы, что в нем 40% Sn, а ПОС-60 — 60%.

Если марка неизвестна, состав можно оценить по косвенным признакам:

• Температура плавления ПОС — 183−265 °C .
• Если у припоя металлический блеск, значит, в нем достаточно много Sn (ПОС-61, ПОС-90). Если цвет темно-серый, а поверхность матовая, это говорит о высоком содержании свинца, именно он придает сероватый оттенок.
• Припои, содержащие большое количество свинца очень пластичны, а олово придает прочности и жесткости.

Рекомендации

Естественно, без хорошего паяльника и флюса не получится сделать надежное соединение. Однако перед тем как паять нержавейку, нужно учесть и другие моменты:

1. Желательно купить паяльник с жалом, которое не обгорает: срок службы такого инструмента больше, чем у обычного приспособления. Однако его надо постоянно чистить от накипи и затачивать. Кроме этого, рекомендуется использовать паяльник с постоянным нагревом: так получится сэкономить электроэнергию.
2. Паять нержавейку без флюса — плохая идея, поскольку будет постоянно появляться оксидная пленка.
3. Неопытным умельцам следует немного попрактиковаться на ненужных деталях и обрезках. Нужно помнить: надежное соединение трудно отодрать, а проверить его качество можно с помощью отвертки или шила.
4. Деталь, обработанную растворителем, трогать можно лишь в перчатках, поскольку небольшое пятно, оставленное на поверхности, может испортить всю работу.
5. Перед тем как припаять нержавейку к нержавейке, нужно обеспечить помещение хорошей вентиляцией. Кроме того, нельзя трогать руками разогретый металл или припой, а также вдыхать токсичные испарения.
6. Емкости с веществами после использования необходимо сразу закрыть плотной крышкой.
7. Готовую деталь нужно очистить от флюса и паяльного состава. Пищевые емкости обрабатываются мыльным раствором и кипятятся для нейтрализации агрессивных кислот.

Работа с медью

В системах водоснабжения, отопления и некоторых производственных схемах осуществляется монтаж медных труб, не предназначенных для повышенной термической нагрузки. В таких ситуациях для пайки допустимо применение низкотемпературного припоя.

Трубопроводы большого диаметра, сделанные из медных сплавов, иногда подвергаются большому нагреванию. В таких случаях для меди и сплавов на ее основе нужны специальные тугоплавкие композиты.

Обычно применяют высокотемпературные припои на медной, серебряной основе, содержащие другие металлы, а также кремний или фосфор.

Составы из меди и цинка обозначают сочетанием букв ПМЦ и числами, указывающими на процентное содержание меди. Такие высокотемпературные припои обладают многофункциональным действием, пригодны для работы с другими сплавами.

Образующиеся швы обладают умеренной стойкостью к механическим нагрузкам. Для улучшения прочностных качеств соединений припойные средства легируют различными добавками.

Последовательность операций

После очистки и обезжиривания, на поверхность деталей наносится слой флюса. Если в качестве припоя служит олово, детали предварительно лудят. Лужение представляет собой равномерное смачивание поверхности расплавленным оловом.

После этого, детали собирают и надёжно фиксируют в том положении, в котором они должны находиться после соединения.

Далее, детали нагреваются подходящим способом. Нагрев производится до температуры, несколько превышающей температуру плавления применяемого припоя, который должен быть помещён в область соединения.

При расплавлении он затекает в зазор между деталями, образуя соединение. После остывания и кристаллизации припоя, шов зачищают, следы флюса удаляют.

Источник

Технология работы припоем алюминия, его сплавов

Детали необходимо очистить от пыли, жира, грязи и установить в то положение, в котором они будут подвергаться пайке. В место, где будет осуществляться пайка, нужно нанести флюс.

Место с флюсом нагревается. Для этого стержнем нужно прикоснуться к поверхности

Важно не перегреть место соединения, так как металл будет плавиться

ВАЖНО ЗНАТЬ: Состав и применение легированной стали

При работе с припоем без флюса стоит знать особенность: оксидную пленку на поверхности нужно разрушить, так как припой не сможет проникнуть через нее.

Разрушать ее можно с помощью нержавейки или прутком из стали, для этого нужно произвести чиркающие действия по поверхности. В результате оксидная пленка теряет целостность.

Если поверхность большая, то разрушить пленку поможет щетка из стали. Ею нужно водить по поверхности, затем соединить детали между собой.

Проблема работы алюминия — оксидная пленка образовывается мгновенно после того, как ее счистят. Она является инертной и расплавленным металлом смачивается с трудом.

Что же делать, чтобы такую пленку снять и прочно запаять деталь? Можно очищать поверхность, налив на нее слой масла. Металл в этом случае не будет контактировать с воздухом, соответственно пленка не сможет образоваться.

Видео:

Вода не должна входить в состав масла. Для этого его хорошо прогревают до температуры 180-200 градусов. Специалисты рекомендуют применять вакуумные, минеральные масла.

Есть еще способ снять оксидную пленку. Покрыть поверхность канифолью. Она, как и масло, будет препятствовать попаданию воздуха на металл.

Опилками из стали или щеткой из нержавейки нужно проводить чиркающие движения по алюминию, пленка утратит свою прочность.

Применяя пайку, можно восстановить предметы из алюминия любой конструкции, величины, сложности. Такой метод ремонта используется не только для предметов, используемых в быту.

К автомобилям, мотоциклам, прочей технике предъявляются повышенные требования прочности. Их также ремонтируют путем пайки.

Иногда такой способ соединения деталей является предпочтительнее, чем сварочные работы. Ведь он не деформирует металл, не меняет его состав.

При помощи спаивания можно отремонтировать кондиционеры, насосы.

В домашних условиях можно отреставрировать алюминиевый желоб водостока, сайдинг, лестницу, посуду. После ремонта сплав окажется очень прочным.

Как паять паяльником с канифолью и оловом: технология

Когда материалы и инструменты подготовлены, можно приступать к этой операции. Чтобы выполнить пайку нержавейки в домашних условиях, нужно следовать такой пошаговой инструкции:

1. Зачистить наждачкой или щеткой металлическую поверхность от окисной пленки и других загрязняй.
2. Обезжирить ремонтируемую деталь растворителем.
3. Нанести на обрабатываемую поверхность флюс — канифоль или паяльную кислоту. Этот этап не нужно выполнять, если используется комбинированный оловянный припой, в составе которого уже содержится упомянутое вещество. Наносить флюс надо сразу перед пайкой, поскольку на поверхности нержавейки примерно через 10 секунд образуется пленка.
4. Разогреть зону пайки, на которую нанесен флюс, облуженным жалом паяльника.
5. Внести припой при необходимости, однако с первого раза, скорее всего, покрыть оловом всю поверхность не выйдет.
6. Нанести повторно флюс и снова прогреть его паяльником. Повторять этот процесс до тех пор, пока поверхность металла не покроется равномерным слоем олова. Главное, чтобы припой плавился не от жала паяльника, а от тепла, запасенного деталью. Кроме того, чтобы сделать пайку нержавейки оловом более качественной, нужно добавлять в места соединения канифоль, за счет которой удалятся окислы с припоя.
7. Отмыть изделие от остатков флюса. Для выполнения этого этапа надо приготовить раствор, состоящий из воды и моющего средства, и купить металлические скребки. Остатки канифоли, по словам мастеров, хорошо очищаются холодной водой, поскольку в ней вещество становится хрупким.

Пайка считается качественной, если в результате получилась равномерная поверхность. Но в любом случае в конце покрытие необходимо зашлифовать наждачной бумагой или напильником.

Пайка нержавеющей стали в домашних условиях

Иногда возникает потребность спаять изделие из нержавеющей стали. Перед тем как паять нержавейку в домашних условиях, необходимо ознакомиться с технологией, принципами выполнения работ.

Подготовка

Тщательная очистка поверхности изделия в области стыка является ключом к крепкой пайке. Масло и жир удаляют с помощью растворителей, а проволочную щетку или абразивную обработку наждачной тканью применяют для устранения сложных типов загрязнения.

Шероховатая поверхность абразива эффективна, она улучшит адгезию припоя. Рекомендуется проводить ремонтные работы сразу после очистки. Если это невозможно, детали предварительно покрывают присадочным материалом (лужат). Припаивая детали из латуни или меди, необходимо нанести тонкий слой олова на предварительно разогретый участок, который соединяется с изделием.

Процесс пайки

Технологическая операция заключается в соединении нержавейки с помощью присадочного металла, благодаря силам сцепления между атомами. Руководство соединения деталей:

1. Подключают паяльник и дают ему нагреться.
2. Слегка шлифуют края металла в месте будущего шва или заплаты, чтобы избежать появления неровностей. 2 части должны соединиться без каких-либо промежутков.
3. Удаление шлифовальной пыли влажной тряпкой.
4. Области, которые недопустимо подвергать воздействию растворителей, закрывают малярной лентой.
5. Флюс наносится в зоны, которые будут принимать припой.
6. Разместить в рабочей зоне весь необходимый инвентарь. Паяльник кладут на безопасном расстоянии. Проволочный припой разматывают.
7. Проводится лужение. Тонким слоем наносится смесь олова и свинца.
8. Если покрыть изделие припоем не удается (смесь скатывается по запчасти), прибегают к проверенному способу. Изготавливают небольшую кисточку из стальной проволоки и трубки. Паяльную кислоту наносят непосредственно перед использованием щетки. Нагревают детали паяльником или паяльным пистолетом, хорошо защищают самодельной щеткой. Данная процедура эффективна, т.к. снимается окисная пленка без использования химических соединений.
9. Наносится тонкий слой растопленного олова.
10. Начинается процесс пайки оловом.
11. Паяльник удерживают в области стыка, который заполняется присадочным материалом.
12. Получить сталь нужной температуры трудно, поэтому необходимо внимательно следить за процессом. Перегретые детали покрываются оксидами, которые снижают качество отделки нержавейки.
13. Дают остыть.
14. Очищают швы наждачной бумагой и растворителем.

Основные ошибки во время пайки

Распространенные ошибки, мешающие достигнуть положительного результата:

1. Неверный выбор растворителей. Агрессивные вещества необходимы для удаления оксида с подготовленной поверхности. Следует избегать использования паст на основе соляной кислоты, поскольку коррозия усложнит очистку.
2. Перегрев места соединения.
3. Загрязненное жало паяльника.
4. Несоответствие требованиям. Выбор сплава должен соответствовать ожидаемым условиям эксплуатации (механическая нагрузка, цветовое соответствие, контакт с пищевыми продуктами или водой).
5. Упущенное время. Пасту удаляют сразу после проведения работ, чтобы избежать обесцвечивания и предотвратить коррозию.
6. Температура разогрева не соответствует плавке.
7. Нарушение спаянных швов. Это происходит в результате движения, когда сплав затвердевает.
8. Холодное сплочение. В результате недостаточного нагрева холодные швы часто характеризуются жесткостью, шероховатостью и неравномерностью. Эта ошибка припаивания создает ненадежные швы, подверженные растрескиванию, разрушению.

Соединение будет прочным, если использовать соответствующий припой и не экономить на флюсе.

Рекомендации профессионалов

Есть много людей, которые, так сказать, в работе с пайкой «собаку съели». И они делятся личным опытом, полученным на практике, давая полезные рекомендации:

• Паяльник лучше всего выбирать с необгораемым жалом.
• Электрический паяльник нужен мощностью 60-100 Ватт. Самый оптимальный паяльник 100 Ватт. Менее мощный паяльник не сможет прогреть металл.
• Ортофосфорная кислота лучше всего служит в роли флюса.
• В качестве пропоя желательно применять оловянно-свинцовые прутки. Также можно использовать олово в чистом виде. Нужно сказать, что оловом лучше паять предметы посуды, так как чистое олово в себе не содержит свинца.
• При работе с пайкой необходимо использовать средства индивидуальные защиты.
• Пайка обязана происходить в хорошо проветриваемом и открытом помещении.

Как паять стальные детали

Нередко возникает надобность скрепить стальные детали без сверлений, и без сварки. Выручит пайка стали. Но как это сделать правильно, ведь здесь имеются особенные нюансы. Несколько рекомендаций от специалистов.

Какая сталь паяется хорошо

Отдельные марки стали хорошо поддаются пайке, другие паяются с большим трудом, ни с каким припоем соединяться не желают, ни под каким флюсом. Как правило, мягкие стали «для гвоздей» легко паяются. На бытовом уровне это можно объяснить и тем, что материал усеян микроскопическими кратерами и неровностями. Но также имеются электротехнические марки, особо твердые и упругие, и применяемые для валов, точной механики. Здесь уже как повезет…

Вопрос в том, что определить марку на глазок домашнему мастеру невозможно. Узнать насколько хорошо паяется данная деталь из стали, или близкого к ней сплава, можно только экспериментальным путем.

Как выполняется соединение оловом – порядок действий

Все зависит от того, насколько удачно можно залудить данную деталь, насколько прочным окажется контакт оловянного припоя со сталью. Чтобы контакт оказался удовлетворительными, если это возможно вообще, нужно выполнить следующее:

• зачистку стали, химическую зачистка под припоем;

разогрев детали до температуры плавления припоя, нахождение припоя на детали под флюсом некоторое время в текучем состоянии.

Зачистка стали выполняется сперва механически, — наждачной бумагой, убираются слои ржавчины и загрязнений. Затем в качестве флюса применяется состав, который хорошо реагирует с окислами железа.

Наиболее безобидной в применении, но эффективной в данном случае, оказывается ортофосфорная кислота, которую легко приобрести в автомагазине, как «очистку ржавчины».

Требуемая мощность разогревающих устройств полностью зависит от массы деталей.

Процесс пайки двух стальных деталей

Если нужно спаять два больших гвоздя, то мощности одного паяльника 100 Вт будет маловато. Для разогрева зажатого в тисках большого гвоздя, или подобной по массе детали из стали, нужно воспользоваться строительным феном. Или газовой горелкой.

Также понадобится вата на палочке, для подачи флюса в зону разогрева, и паяльник от 50 Вт.

• Зачищенная наждачкой сталь разогревается горелкой.

На горячую деталь наносится ортофосфорная кислота и тут же подается паяльником расплавленный оловянный припой.

Как правило, у стальных деталей, которые поддаются пайке, возникает весьма прочная связь с оловом, т.е. происходи покрытие металла, — залуживание.

Это же повторяется с другой деталью. Затем разогреваются две детали, находящиеся вместе, и в зону контакта подается дополнительный припой паяльником.

Насколько прочна пайка стали, можно ли сделать прочнее

Прочность такого соединение будет обуславливаться многими факторами:

• прочностью связи припоя с металлом,

направлением нагрузки по отношению к спаянным плоскостям.

Но в любом случае прочность пайки оловом не идет ни в какое сравнение с тем, что привыкли понимать под прочностью характерной для стали или «сварка металла».

Упрочить можно применив другой припой, — специальные прочные составы и более тугоплавкие с включением серебра, цинка, меди и др.

Другое направление увеличения прочности – покрытие припоем не только плоскости, но и боковин детали, — охват детали припоем. Тогда сопротивление на отрыв при разнонаправленных нагрузках будет больше.

Особопрочная пайка, особые припои

Чтобы применить составы дающие прочное соединение со сталью, с собственной температурой плавления порядка 800 — 900 град, нужно использовать графитовый тигель.

Работу должны вести только специалисты по плавке металлов. Необходимо знать основы плавления металлов, порядок обращение с расплавами и технику безопасности. В общем, пайка стали сверхпрочными припоями выполняется на специализированных предприятиях.

55% цинка, 45% меди, немного кремния для увеличения текучести.

Состав расплавляется под слоем угля в графитовом тигеле.Стальные детали, подлежащие пайке, разогреваются газовой горелкой. В качестве флюса используется ортофосфорная кислота.Расплав подается на детали. Как правило, залуживание и пайка производятся за один разогрев и деталей и припоя.Но подобная пайка стали по сложности превосходит простую сварку….

Но в быту, где нужно «залатать», «прикрепить», «состыковать» две стальные детали, нужно пользоваться припоями с низкой температурой плавления, типа свинцово-оловянных.

Источник

Зачем нужен флюс?

Это вещество обеспечит равномерное растекание припоя по поверхности зоны пайки и создаст условия для качественной адгезии материала к металлическому покрытию. Флюсы в настоящее время классифицируются по степени воздействия на следующие разновидности:

1. Неактивные (нейтральные), в составе которых отсутствуют кислоты. Помимо этого, они почти не проводят электроток.
2. Активные (кислотные) флюсы.
3. Защитные (антикоррозийные), цель которых — защитить зону пайки готового соединения от коррозии и разрушения.

Если возникает вопрос, для чего нужен флюс для пайки, то ответить можно так: это вещество необходимо для соблюдения технологии, поскольку оно обязательно понадобится в ходе паяльных работ. Однако способ применения состава зависит от его исходного состояния:

• если флюс находится в твердом состоянии, жало паяльника необходимо сначала окунуть в реагент, а после захватить им немного припоя;
• готовую жидкую смесь придется наносить на зону пайки с помощью кисточки;
• пастообразным веществом следует обрабатывать поверхность посредством обычной палочки.

Кроме того, флюс иногда продается в специальных тюбиках.